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汽车连接器标准QC/T-1067解析
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汽车连接器标准QC/T-1067解析

2021-10-13 10:02:00 来源:线束中国

【哔哥哔特导读】随着中国汽车工业的飞速发展,汽车从满足最初的运输功能,扩展到现在具有非常多的安全性、舒适性功能。随着功能的增加,作为汽车关键部件的汽车连接器从以前一辆车使用几十个发展到如今一辆车用几百个连接器,一百多个品种。

随着中国汽车工业的飞速发展,汽车从满足最初的运输功能,扩展到现在具有非常多的安全性、舒适性功能。随着功能的增加,作为汽车关键部件的汽车连接器从以前一辆车使用几十个发展到如今一辆车用几百个连接器,一百多个品种,而这一百多种连接器分布在驾驶室、车身、车门、发动机舱、变速器等地方,因为不同地方连接器的使用温度、振动等级的不同,对连接器的防护等级的要求不同,所以不同的使用环境对连接器的性能要求也不相同。

汽车连接器标准QC/T-1067解析

当前连接器标准非常多,国际标准ISO 8092、SAE标准USCAR-2,同时很多的汽车企业也定义了属于自己企业的连接器标准,如大众公司的VW 75174、通用的GMW-3191、上汽集团的SMTC 3 862 001、吉利汽车的Q/JLY J7110195C等,和目前中国最新修订的行业标准QC/T-1067-2017 (替代QC/T-417)。针对QC/T-1067-2017标准华碧实验室带来全面解析。

连接器标准QC/T-1067对连接器使用环境的定义

对于一款连接器,在研发之初都会在其规格书中定义出该连接器的使用环境温度、载流能力、防护等级、抗振等级等规格参数,连接器选型工程师需要了解到不同的使用环境对连接器的不同要求,这一点在目前的使用标准中也有很详细的定义。QC/T-1067的标准定义见表1~表3:

表1 QC/ T-1067温度等级

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表2 QC/ T-1067振动等级

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表3 QC/ T-1067密封等级

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表4 QC/ T-1067振动等级

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振动实验主要验证连接器系统在模拟实际车载振动条件下的性能是否满足要求,因为在振动或者振动冲击情况下,会引起端子接触面的镀层磨损、正压力衰减、支撑塑料材料的机械性能失效等,根据实验参数,需要在振动实验中连续监控接触电阻并保证线路中接触电阻超过7Ω(或者1Ω) 的时间不能超过1微秒。

连接器标准QC/T-1067对连接器机械性能的定义

目前连接器标准中机械性能主要集中在以下几点:端子本身的抗弯强度;端子与端子之间的插拔力;端子与连接器之间的插入力、保持力、止推力、极化实验;连接器与连接器之间的插入力、分离力、解锁力、极化实验;连接器端子二次锁(TPA) 装配力、保持力;连接器二次锁止结构(CPA)装配力、保持力;连接器助力结构机械强度;连接器固定结构机械强度;密封圈的保持力;板端插针保持力。

表5 QC/ T-1067标准20项机械性能实验项目

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连接器标准QC/T-1067对连接器电性能的定义

连接器电性能主要是端子之间的微电流接触电阻、电压降性能;连接器本身的绝缘电阻、绝缘介电强度,这些性能主要在后期的连接器环境性能中配合着组合实验一并验证。同时对于端子本身性能优缺点,标准中还分别定义有最大载流能力与1008h电流循环性能,该性能将作为端子耐久性能的重要参考依据。

连接器标准端子接触电阻与电压降在标准中的定义

标准中对电压降的要求,无论哪种规格的连接器端子都要求插头、插座之间通过有效接触后,电压降不超过50mV。

表6 QC/ T-1067接触电阻、电压降定义

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注:在任何情况下,连接器总电阻不能超过20mΩ。

连接器绝缘电阻与绝缘介电强度在标准中的定义

绝缘电阻是为了保证在连接器里面相邻的2个端子之间有一定的电绝缘性,绝缘介电强度是为了验证连接器本身的电气绝缘性能。①绝缘电阻:在500V电压,相邻端子之间绝缘电阻≥100MΩ;②绝缘介电强度:在交流1000V、直流1600V电压下,持续1min相邻端子之间以及端子与连接器塑料外壳之间不能有介质断裂或击穿现象,电流泄露≤1mA。

连接器最大载流能力与1008h电流循环

最大载流能力测试,是为了验证单对端子在一定温度下,在不超过最大温升与最大接触电阻的前提下,所能承载的最大电流。1008h电流循环是端子的加速老化试验,通过1008次最大电流加热与零电流冷却循环,验证插头端子与插座端子接触面、端子尾部与导线压接处经过热胀冷缩循环、氧化、应力松弛等环境作用下后整体的温升、接触电阻是否满足性能要求。

①、QC / T-1067在定义最大载流能力时,明确提出在通电流过程中,当电流使端子对达到接触电阻最大值或者温升达到55℃时,记录此处电流,并乘以90%就是此端子的最大载流。同时,所测最大电流需要乘以80%作为降额曲线中的电流参考值,在降额曲线中的边界条件分别为导线最大对应条件下的最大承载电流(Current load capacity of cable used)与端子使用的极限温度(Temperature Limit of Terminal)。

②、1008h电流循环实验中,端子接触电阻不能超过规定值,端子温升不能超过55℃。

连接器标准对连接器环境性能的定义

从目前的标准中分析发现连接器的环境实验都是结合机械性能实验、电气性能实验来一起验证的组合实验,其中比较重要的环境试验项目包括老化实验、湿度循环实验、温度冲击实验(温度快速变化实验)、盐雾实验,同时针对防水连接器还有耐化学试液、水密性、气密性、高压水喷射等实验检测项目,如下将以防水连接器的经典组合实验进行分析。

连接器热老化组合实验

高温老化测试,是为了验证连接器总成中端子的金属材质、连接器的塑料材质、密封圈的橡胶材质在经过1008h最大工作温度后,相应的变化对连接器密封性能、电气性能、机械性能的影响,特别是密封圈的压缩永久变形与端子的悬臂梁的塑性变形对连接器关键性能的影响。

表7 热老化(防水连接器) 实验顺序

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连接器耐化学组合实验

耐化学测试,是为了试验评估密封连接器总成在浸入车辆内和周围常见的各种液体中时的密封性能和材料兼容性是否满足要求。

表8 耐化学性组合实验顺序

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注:数字代表实验先后顺序。

连接器耐热冲击(温度快速变化) 组合实验

耐热冲击测试:工程师熟知一般的车载连接器总成由多种材料组织,壳体由塑料材料PBT、PA66及增强材料制造而成;端子等导电部件一般选用黄铜、青铜、铜合金制造而成;密封圈选用硅橡胶制造而成。这些材料在经过温度的高低变化后因为热胀冷缩会有相应膨胀与收缩,在端子的接触表面会形成磨损与微动,通过温度快速变化实验模拟车载条件就是为了验证经过这种温度冲击试验后,产品的变化会不会导致连接器总成功能失效。

表9 耐热冲击组合实验顺序

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注:数字代表实验先后顺序。

通过华碧实验室对QC/T-1067连接器标准解读,了解到汽车上对于不同环境温度、使用功能、安装位置在选择连接器时都不相同。从连接器的使用角度上分析,各使用环节关注连接器性能侧重点也不同,对于线束装配现场,更关注连接器的机械性能,例如端子的插拔力、TPA的保持力、装配力等;对于整车装配现场,更关注连接器与连接器之间的机械性能,例如连接器的装配力、解锁力、连接器CPA装配力等;对于整车性能要求,更关注连接器的耐久性能。全面了解连接器的特点及作用才能合理选择、运用连接器并保证连接器在电气回路中的稳定性和安全性。

华碧实验室以强大的技术团队,可以帮助企业对汽车连接器的设计过程和设计结果进行评估,并对设计结果是否达成设计目标及连接器产品进行试验验证。华碧实验室测试能力及各主机厂对汽车连接器验收标准:

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